《電磁學》復(fù)習提綱

電磁學復(fù)習2017夏2016物理3班1課程內(nèi)容第一章靜電場的根本規(guī)律第二章有導(dǎo)體時的靜電場第三章靜電場中的電介質(zhì)第四章恒定電流和電路第五章恒定電流的磁場〔靜磁場根本規(guī)律〕第六章電磁感應(yīng)和暫態(tài)過程第七章磁介質(zhì)第九章時變電場和電磁波2第九章時變電磁場和電磁波位移電流麥克斯韋的假設(shè)和電磁波的提出

位移電流和渦旋電場麥克斯韋方程組與各方程的物理意義坡印廷矢量意義345定義：單位時間通過垂于傳播方向的單位截面的能量叫能流密度，也稱輻射強度，用符號Y表示。6第一章靜電場的根本規(guī)律一、理解電場強度和電勢的概念及其相互關(guān)系。定義式電場強度和電勢是描述靜電場的兩個物理量能，兩者的關(guān)系是微積分的關(guān)系。7二、計算電場強度和電勢(1)場強公式；(2)高斯定理；(3)電場點電荷：(1)定義法(2)疊加法電勢◆常見帶電體的場強及電勢點線電荷分布面電荷分布體電荷分布點電荷，電偶極子，點電荷系帶電直線，均勻帶電圓環(huán)球體，柱體均勻帶電平面圓盤，球面，柱面8三、理解高斯定理、電通量及環(huán)路定理的含義3、電場力做功的特點:與路徑無關(guān)，只與始末位置有關(guān)；靜電場力是保守力。1、電通量2、高斯定理〔1〕它是靜電場根本定理之一，反映了靜電場是有源場?！?〕閉合面外的電荷雖然對通量沒有奉獻，但并不意味著不影響閉合面上的電場，高斯面上的場強是空間所有帶電體所產(chǎn)生的?！?〕它給出了場強E和電荷q間的一種間接關(guān)系.4、電場線的特點：不閉合性、連續(xù)性、不相交95、特別掌握高斯定理的應(yīng)用電荷對稱性的分析——高斯面選取球?qū)ΨQ性——均勻帶電球面、均勻帶電球體、軸對稱性——均勻帶電圓柱面、均勻帶電圓柱體、同軸傳輸線面對稱性——無限大帶電平面、有一定厚度的無限大帶電體10典型結(jié)論：1點電荷2無限長均勻帶電直線3均勻帶電圓環(huán)軸線上的磁場方向：沿軸線方向在圓環(huán)中心處，即x=0處114均勻帶電球面，半徑R，面電荷密度為5均勻帶電球體，半徑R，電荷體密度為12第二章靜電場中的導(dǎo)體和電介質(zhì)二、掌握靜電平衡時導(dǎo)體上的電荷分布情況一、掌握導(dǎo)體靜電平衡的條件假設(shè)導(dǎo)體板不接地，極板上電荷量守恒AB不管A板還是B板接地，極板上的電荷變?yōu)?3靜電平衡導(dǎo)體附近場強無限大均勻帶電平面場強dS（平面）（導(dǎo)體）14q0Sr

R例3：如圖所示，已知、、及接地條件，求導(dǎo)體球上感應(yīng)電荷球殼電勢由電勢疊加原理處15思考：⑴感應(yīng)電荷在處的、⑵腔內(nèi)任一點的、空腔導(dǎo)體〔不接地〕外有點電荷：R，q，d16⑴感應(yīng)電荷在處的、電荷守恒

感應(yīng)電荷在O處的udq’17⑵腔內(nèi)任一點的、腔內(nèi)任一點〔導(dǎo)體的靜電平衡條件〕導(dǎo)體為等勢體思考：假設(shè)原空腔導(dǎo)體帶電荷，那么情況如何？18三、掌握有關(guān)電容器的相關(guān)知識串聯(lián)、并聯(lián)、插入電介質(zhì)、能量串聯(lián)電容并聯(lián)電容填充滿介質(zhì)后：串聯(lián)的特點：電容器各極板電量的絕對值相等；增加耐壓能力并聯(lián)的特點：各電容器電壓相等：Q=Q1+Q2+Q3……19平行板電容器球形電容器掌握電容器電容的求解會計算常見電容器的電容圓柱形電容器電容器的儲能公式20會計算極化電荷的面分布及退極化場理解并會應(yīng)用介質(zhì)中的高斯定理求解電荷具有某種高度對稱分布時的場強球?qū)ΨQ、軸對稱、面對稱電介質(zhì)的分類及其極化機理舉例：OSL求有極分子介質(zhì)——取向極化無極分子介質(zhì)——位移極化求介質(zhì)中的電場強度還可用:注意適用條件第三章有導(dǎo)體時的靜電場21一、理解電流的穩(wěn)恒條件及歐姆定律微分形式理解電流的連續(xù)性方程穩(wěn)恒條件連續(xù)性方程歐姆定律微分形式存在非靜電力時：如電源內(nèi)部二、理解電動勢的概念第四章恒定電流和電路22三、掌握復(fù)雜電路的基爾霍夫定律掌握電壓、電流的規(guī)定，會列節(jié)點電流方程和回路電壓方程

±I

0流入節(jié)點的電流前面取“-”號，在流出節(jié)點的電流前面取“+”號(2)

電阻元件的端電壓為±RI，當電流I的參考方向與回路繞行方向一致時，選取“+”號；反之，選取“

”號；(3)電源電動勢為

E，當電源電動勢的方向與回路繞行方向一致時，選取“-”號，反之應(yīng)選取“+”號。23電路中任意兩點之間的電勢差求A到Ｂ的電勢增量UB–UA？24二、掌握畢-薩定律并會應(yīng)用會計算常見載流導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場并記住常用的幾種特殊載流體產(chǎn)生的磁場一、理解安培的分子環(huán)流假說及物質(zhì)磁效應(yīng)的來源載流圓環(huán)軸線上的磁場、載流圓環(huán)圓心處的磁場無限大的載流平面、及其兩載流平面的任意放置情況有限長的載流導(dǎo)線、無限長的載流導(dǎo)線第五章恒定電流的磁場25★

圓形螺繞環(huán)的磁場分布及無限長螺線管的磁場分布。26四、掌握安培力、洛侖茲力公式并會計算五、理解帶電粒子在磁場中的運動三、理解磁場的高斯定理和環(huán)路定理的含義并會應(yīng)用安培環(huán)路定理計算電流的分布具有某種對稱性時磁場的分布軸對稱性和面對稱性載流圓柱體，載流的圓柱面及其同軸傳輸線無限大的載流平面及其相關(guān)問題螺旋線運動27第六章電磁感應(yīng)和暫態(tài)過程一、掌握法拉第的電磁感應(yīng)定律和楞次定律并會應(yīng)用。二、會求解動生電動勢和感生電動勢三、理解感應(yīng)電動勢、動生電動勢和感生電動勢的產(chǎn)生機制四、理解自感、互感及磁能，會求自感和互感系數(shù)磁通量變化洛倫茲力感生電場磁場區(qū)域外任意路徑上的感應(yīng)電動勢28odcbarxIxdx29解：〔1〕規(guī)定回路的回轉(zhuǎn)正方向為順時針方向.方向odcbarxIxdx30順逆順逆反向與反向與同向與同向與I0返回31方向：順時針方向〔2〕假設(shè)導(dǎo)線中通有穩(wěn)恒電流，線圈以勻速率v遠離導(dǎo)線，求當線圈離導(dǎo)線較近的一邊到導(dǎo)線的垂直距離為r時，線圈中感應(yīng)電動勢。odcbarxIxdx解32例2一直導(dǎo)線CD在一無限長直電流磁場中作切割磁力線運動。求：動生電動勢。abIl方法一解：方向33方法二abI作輔助線，形成閉合回路CDEF方向34練習

如圖，導(dǎo)體棒AB在均勻磁場中繞通過C點的垂直于棒長且沿磁場方向的軸轉(zhuǎn)動（角速度與同方向），BC的長度為棒長的1/3，則〔A〕A點比B點電勢高〔B〕A點與B點電勢相等〔C〕A點比B點電勢低〔D〕由穩(wěn)恒電流從A點流向B點ABCO方向C—A方向C—B35一、了解分子電流觀點及磁介質(zhì)的磁化機理，會求磁化面電流及其產(chǎn)生的磁場二、重點掌握有磁介質(zhì)時安培環(huán)路定理的應(yīng)用三、熟練掌握之間的關(guān)系及磁介質(zhì)的分類。第七章磁介質(zhì)3612DD37★利用安培環(huán)路定理〔場分布具有某種對稱性時可解〕(1)分析能否用；(2)選擇適當安培環(huán)路，使H能從積分號中分離開；(3)運用求解。求∶(1)磁感強度大小的分布。(2)磁介質(zhì)內(nèi)、外外表的磁化面電流密度的大小。例1：一根無限長的圓柱形導(dǎo)線，外面緊包一層相對磁導(dǎo)率為

的圓管形磁介質(zhì)．導(dǎo)線半徑為R1，磁介質(zhì)的外半徑為R2，導(dǎo)線內(nèi)均勻通過電流I．38（1）由安培環(huán)路定理得

I39〔2〕介質(zhì)內(nèi)外表處的磁化電流密度：介質(zhì)外外表處：I方向：向下方向：向上40例2、橫截面為矩形的環(huán)形螺線管，圓環(huán)內(nèi)外半徑分別為R1和R2，芯子材料的磁導(dǎo)率為，導(dǎo)線總匝數(shù)為N，繞得很密，假設(shè)線圈通電流I，求芯子中的B值和芯子截面的磁通量．解：在環(huán)內(nèi)作半徑為r的圓形回路,由安培環(huán)路定理得在r處取微小截面dS=bdr,通過此小截面的磁通量穿過截面的磁通量41考試計算題重點1、電場局部：導(dǎo)體及電介質(zhì)的帶電量、導(dǎo)體及電介質(zhì)利用高斯定理、環(huán)路定理、疊加原理計算電場強度E，電勢U及電場能量We2、磁場局部：真空及磁介質(zhì)存在的情況下，利用磁路高斯定理、環(huán)路定理、疊加原理計算磁場強度H、磁感應(yīng)強度B及磁場能量Wm3、電路局部：基爾霍夫定理計算電路問題4、電磁感應(yīng)局部：動生電動勢或者感生電動勢計算，以及自感互感系數(shù)沒有習題的局部不會有計算題。42電場局部：比方金屬〔介質(zhì)?〕球體〔球殼？球面？〕球是否帶電、球內(nèi)是否有點電荷、求外是否有點電荷——求球內(nèi)外場強、電勢、能量等比方圓柱體〔面？電纜？〕圓柱體帶電是線密度？面密度？是否充滿介質(zhì)？——求圓柱體內(nèi)外場強、電勢、能量等平行板電容器〔無限大帶點平面〕是否接地？總電量是否守恒？是否充滿介質(zhì)？〔解題關(guān)鍵是滿足導(dǎo)體平衡條件〕——求電荷面密度、電容、場強、電勢、能量等球形電容器〔和導(dǎo)體球融合在一起〕是否接地、是否有介質(zhì)等——求電容、電勢、能量等43磁場局部：載流長螺線管〔環(huán)形螺線管〕〔是否充滿介質(zhì)〕無限長〔半無限〕載流直導(dǎo)線環(huán)形載流導(dǎo)線圓柱形載流線無限大載流平面——求磁感應(yīng)強度B、磁場強度H假設(shè)上述體系，如果B隨時間變化，求感生電動勢求自感互感系數(shù)44電路局部：含源電路的歐姆定律正負號的選取含有分支的情況電橋平衡45能量集錦靜電能